環(huán)境侵蝕與荷載耦合作用下鋼混組合樁抗震性能研究.pdf

1、鋼混組合樁基礎(chǔ)在我國大跨徑橋梁的設(shè)計和建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用，盡管該基礎(chǔ)形式在適應(yīng)自然建設(shè)條件、縮短施工周期、降低節(jié)約造價等方面有自身優(yōu)點，但是地震災(zāi)害調(diào)查表明，它仍然是橋梁結(jié)構(gòu)體系中的地震易損構(gòu)件，且其工作環(huán)境通常為江水、海水等氯離子侵蝕環(huán)境，鋼筋、混凝土以及包裹在樁身外部的鋼護筒受環(huán)境侵蝕的問題比較突出，且侵蝕的速度與結(jié)構(gòu)受荷大小有關(guān)。鋼混組合樁受侵蝕后，材料性能會發(fā)生顯著變化結(jié)構(gòu)體系的抗震性能能否達到最初的設(shè)計功能并滿足當(dāng)前的使用要

2、求？這已成為正確評價此類結(jié)構(gòu)抗震能力亟待解決的一個問題，由于目前這方面的研究成果較少，因此工程師在解決鋼混組合樁結(jié)構(gòu)受到環(huán)境侵蝕和荷載耦合作用下的抗震性能評估問題時所能參考和借鑒的成果為數(shù)不多，為此本文對鋼混組合樁基礎(chǔ)在侵蝕環(huán)境中的抗震性能進行了理論和試驗研究，主要內(nèi)容如下：
　?。?）作者在查閱大量文獻的基礎(chǔ)上，對鋼混組合樁基礎(chǔ)在我國橋梁工程領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀、樁基礎(chǔ)的震害調(diào)查情況、鋼筋和混凝土的侵蝕機理、侵蝕影響因素以及受侵蝕后的

3、力學(xué)性能變化規(guī)律進行了歸納總結(jié)；
　?。?）在總結(jié)鋼筋和混凝土受侵蝕后材料性能變化規(guī)律的基礎(chǔ)上實施了不同時長和不同受荷狀態(tài)下的鋼筋銹蝕試驗，通過模擬鋼筋在侵蝕環(huán)境中施加不同加荷量級和不同侵蝕時長的銹蝕試驗來測試鋼筋性能的變化情況，并對實驗數(shù)據(jù)近似擬合出了關(guān)于鋼筋屈服強度fsd、鋼筋極限強度fy、質(zhì)量損失率w(％)、伸長率δ(％)和侵蝕時間t、荷載量級σ的雙參數(shù)近似公式，上述工作對仿真分析研究侵蝕環(huán)境中鋼筋在荷載和時間耦合作用時鋼護

4、筒材料參數(shù)取值有一定的參考作用；
　?。?）通過查閱文獻資料及結(jié)合鋼筋銹蝕試驗結(jié)論，對不同銹蝕工況材料參數(shù)取值進行確定，并利用OpenSEES有限元平臺建立了彈塑性纖維單元計算模型，對該模型進行Pushover分析和地震波響應(yīng)時程分析，通過對比材料退化前后鋼混組合樁基礎(chǔ)的能力曲線，對體系在受到不同侵蝕程度后的抗震性能進行評價；
　?。?）通過查閱文獻資料利用鋼筋銹蝕速率研究理論對本文各試驗工況銹蝕速率進行預(yù)測，并對考慮侵蝕環(huán)